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天天观天下!这个关于圆极化的问题,困扰了很久了,还是没想明白

2023-06-18 12:22:27 来源:互联网

在天线界,有这样一个定律。

垂直极化天线发射,只能用垂直极化天线接收;


(资料图片)

水平极化天线发射,只能用水平极化天线接收;

右旋圆极化天线发射,只能用右旋圆极化天线接收;

左旋圆极化天线发射,只能用左旋圆极化天线接收;

有没有和下面的话有点感觉类似?就是:龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞。

意境上,是不是有一点点类似。

所谓垂直极化天线,是指天线发射的波,其极化方向是垂直的。

而波的极化方向,是指电场矢量的方向。

所以波的极化方向是垂直的,就是说电场矢量方向是垂直的。

那和谁垂直?

一般是指大地母亲。

同样,水平极化天线,就是指波的方向是水平的,也就是说其发射的波的电场方向,与大地平行。

垂直极化和水平极化都是线极化的一种。

所谓线极化,就是指波的极化,即电场方向指向一个固定的方向。固定的意思,就是不会变。

而圆极化天线呢,是指波的极化,即电场方向,随着时间的变化,以均匀的角速度w旋转。

那么圆极化的左旋和右旋是怎么来判定的呢?

答案是用手。

把两只手都拿出来,拇指都指向波的传播方向,然后看极化的旋转方向和哪只手的弯曲的四指相同。

如果是右手相同,那就是右旋极化,如果是左手相同,那就是左旋极化。

准备好,扯公式的时间到了。

扯公式的目的,是进行升华,把线极化和圆极化统一到一个框架里面来。

现在假设有两个线极化波。

一个极化方向为x方向,幅度为E1;一个极化方向为y方向,幅度为E2;两个波都沿着z方向传播。

将两个波叠加,于是总电场为:

从上面的公式中,隐含了很多中可能性:

(1) E1≠0,E2=0,那么平面波的极化方向为x轴

(2) E1=0,E2≠0,那么平面波的极化方向为y轴

(3) 如果E1和E2都是实数,且不为0,那么平面波的极化方向与x轴成如下角度:

(4) 如果E1和E2有一定的相位差,如下图所示,就平面波就可以变成右旋圆极化波或者左旋圆极化波。

现在困扰我的问题来了。

对于垂直极化天线接收垂直极化波,水平极化天线接收水平极化波,我能理解。

虽然我以前也是不理解,但是看了下面这幅图后,有点概念了。

但是对于圆极化波呢?

在推导出圆极化的过程中,是用两个有相位差的线极化叠加得到的。

此处等待一分钟。

我就会这样想啊,那既然圆极化可以由两个有相位差的线极化叠加得到。那我就把圆极化分解成两个线极化呗,一个水平极化,一个垂直极化。

那假设发射天线是右旋圆极化的,将它分解成一个水平极化和一个垂直极化;

接收天线是左旋圆极化的,也将它分解成一个水平极化和一个垂直极化;

那水平极化接收水平极化;垂直极化接收垂直极化。

那也就是说,不用分啥左旋右旋啊,不都能接收?

但是显然,这个想法是错的。

比如我用一个3dB的耦合器,来实现分别给出0度和-90度相位的信号,然后给天线馈电,作为发射天线。

然后把发射天线旋转180度,作为远端的接收天线。

那明显,原来IN的那端,是隔离端了,所以输出得从另一个端口出来。如下图所示。

但是,那样,收发天线不就不一样了嘛?

还是说,实际上的时候,用这种馈电方式出来的圆极化天线,用作收,和用作发的时候,就是不一样的?

所以,有没有人给我看看,咋解释这个问题呢?

所以,有没有人帮帮我,咋解释这个问题呢?

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